1. 研究目的与意义
通过土的力学性质,以原状土与冻融土为研究对象,采用实验的方法,研究原状土与冻融土微观结构差异性研究,为进一步分析土的力学性能,确定冻土融沉特性的内在机理提供依据,运用这些基本结果可以对工程设计提供参考,对于控制融层具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
随着我国在融层方面不断地研究,对地层融沉的抑制、补偿注浆工艺的改进,城市地下空间人工冻土融沉量防控等具有十分重要的科学意义和理论价值。国内外对土体的融沉已做了大量的研究。上世纪30年代,前苏联的学者就已开始对土体融沉进行研究。非多考夫提出了饱和粘土融沉量的计算方法;崔托维奇发现随着压密沉降的进行,渗透系数逐渐降低,但仍高于未经冻融的原状土。随着冻融循环次数的增加,土样内部冰晶的生长及冷生结构的形成导致土样中孔隙体积增加,土颗粒受到挤压并形成新的土骨架结构。土样含水率显著增加并出现分布,而干密度则先减小而后基本保持不变。相对国外,我国冻土融沉研究开展较晚,2000年齐吉琳和谢定义对原状结构性黄土的微观结构进行了定量分析认为孔隙分布曲线具有稳定的规律并且可以反映土样的孔隙结构,提出了将孔隙分布曲线和颗粒大小分布曲线进行综合考虑,可以发现出更多的土结构信息。2002年杨平研究了原状土与人工冻融土得出土冻融后密度、干密度及塑性指数略有降低;孔隙比、液性指数略有增大,其他物理指标基本不变;己融黏土的渗透系数比同样成分的原状土要大3~10倍。同时将进一步丰富冻土力学理论,对防止道路损坏方面做出了巨大的贡献。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:通过文献查阅了解土体融沉特性、土体微观结构的研究现状以及土体融沉特性与微观结构的试验方法,并通过自学相关图像处理软件,按要求完成论文。
研究计划:2014-01-15:完成开题报告及外文翻译;
2014-2015学年第二学期应完成以下内容:
4. 研究创新点
从微观的角度,初步研究了冻融对土体的影响,从而在根本上解决我国在建筑和道路方面的损坏(冻土区石油管道的建设、冻土地区的道路损坏等)的问题,为国家节省下大量的金钱与能源。
